JPH1151829A - 環境濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学工場やゴミ焼却
場等の内外の環境中に一定時間内に存在する１種又は２
種以上の有害物質等の成分物質の平均の量を簡単に携帯
して測定するに適した環境濃度測定装置。 【解決手段】 環境中の濃度を測定す
べき成分物質の１種又は２種以上を溶解可能な水等の溶
媒を収容した容器本体１に、環境中の前記成分物質が透
過する隔膜１４を介在させて環境中に開口する拡散管１
５を設けてなる環境濃度測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気中又は液中等の
環境中に存在する１種又は２種以上の成分物質を検出す
る環境濃度測定装置に関し、特には、化学工場やゴミ焼
却場等の内外の環境中に一定時間内に存在する特定の有
害物質等の平均の量を簡単に携帯して測定するに適した
環境濃度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、濾紙に試薬溶液を浸み込ませて乾
燥させた種々の試験紙やシール状のもので、これに被検
成分物質が触れると変色して、その濃淡からその存在を
判定するものは知られている。この試験紙等は、測定す
べき成分物質ごとに異なる試験紙を使用しなければなら
ないため、一度に２種以上の物質の存在を確定できない
のみならず、その存在を量的に正確に判定することもで
きない。また、長時間環境中に晒された試験紙等の変色
結果からだけでは、測定すべき成分物質に瞬時に晒され
たのか、長時間に渡って徐々に晒されたのかの判定も困
難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】化学工場等の内外の環
境中で、例えば、作業者がある物質につき一日にどの程
度以上の濃度に晒されてはいけないかは、最高作業場濃
度として各溶剤毎に基準値が規定されている。したがっ
て、種々の溶剤が存在する環境において、その作業者が
各溶剤毎にどの程度の濃度に晒されていたかを、従来の
試験紙等で測定することは困難であり、一つの環境濃度
測定装置を作業着に取り付けておくだけで、１日の作業
時間内に各溶剤毎に晒された測定値が測定することがで
きれば、便利である。車やゴミ焼却場から出る排気ガス
等においても、作業者や所定の場所に一つの環境濃度測
定装置を取り付けておくだけで、一定時間内に存在する
特定の有害物質等の平均の量を簡単に測定することがで
きれば、便利である。また、河川等の水中において、所
定の場所に一定時間取り付けて置くことにより、一定時
間内に存在する特定の有害物質等の平均の量を簡単に測
定することができれば、便利である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、環境中
の濃度を測定すべき成分物質の１種又は２種以上を溶解
可能な溶媒を収容した容器本体に、前記溶媒を透過する
ことなく環境中の前記成分物質が透過する隔膜を介在さ
せて環境中に開口する拡散管を設けてなる環境濃度測定
装置を提供しようとするものである。本発明の容器本体
内に収容した溶媒には、環境中に開口する拡散管の先端
部から管内に拡散して内奥まで到達した成分物質が隔膜
を透過して溶解することとなるから、容器本体が瞬間的
に濃い成分物質に晒されても、拡散管によって隔膜まで
到達する成分物質は希薄な状態に拡散されて溶媒内に溶
解するから、例えば、１日８時間作業した作業者の場合
には、溶媒中に溶解した成分物質を８時間で割ることに
より作業者が環境中で晒された一日の平均的な成分物質
の量が測定できることとなる。したがって、本発明の容
器本体内に２種以上の成分物質を溶解可能な溶媒を収納
しておくことにより、一定時間環境中に置かれた容器本
体の溶媒中には２種以上の成分物質が溶解していること
となるから、一つの測定装置で２種以上の成分物質を測
定することができる。また、溶媒中の成分物質はガスク
ロマトグラフィーにより、分析されるものであるから、
量的に正確に測定することができる。また、ガスクロマ
トグラフィーにより分析できる溶媒のサンプル量は小量
であるから、容器本体の大きさも小型にでき、例えば、
広い設置場所を取ることがなく、作業者が作業着に取り
付けて携帯するにしても小型のペンダント程度の軽量小
型なものにできる。溶媒としては、水、アルコール、エ
ーテル、石油エーテル、ベンゼン、酢酸エチル、クロロ
ホルム等が考えられるが、測定すべき成分物質に対応し
て選択することができる。容器本体の材質、容量、収納
すべき溶媒の容積、隔膜の材質、透過面積、厚さ、拡散
管の太さ、長さ、形状等も、測定すべき成分物質に対応
して選択することができる。また、最高作業場濃度とし
て各溶剤毎に基準値が規定されているような場合には、
その基準値を基準に適宜設定した環境中に本発明品を一
定時間晒して、溶媒中の成分物質を測定した実際の測定
値と、先の設定値とを比較して、両者の関係を導き出し
ておけば、以後その測定値から未知の環境中の成分物質
の量を測定することができる。また、本発明は、請求項
１に記載の装置において、容器本体に溶媒を出し入れす
る溶媒出入口部を設けたことを特徴とする環境濃度測定
装置を提供するものである。

【０００５】溶媒出入口部にはキャップ開閉式のもので
も、注射針を突き刺して内容物を取り出す、ゴム又は合
成樹脂製の柔軟な蓋体等からなるキャップ体が装着して
ある。また、本発明は、請求項１又は２に記載の装置に
おいて、拡散管にサンプリングストッパーを設けたこと
を特徴とする環境濃度測定装置を提供するものである。
拡散管にサンプリングストッパーを設けた構成によれ
ば、ストッパーを外して拡散管を開口することにより、
サンプリング開始時間を決定でき、ストッパーを付ける
ことによって拡散管の開口を閉じ、サンプリング終了時
間を決定できる。また、サンプリングストッパーはキャ
ップ開閉式、ヒンジ開閉キャップ式のものでも、着脱キ
ャップ式のものでも良い。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に係る環境濃度測定装置に
おける容器本体は、内部に測定すべき成分物質を溶解す
る溶媒を収容できる容器の形態を具備するものであれ
ば、その形状は特に限定されるものではない。溶媒を収
納する容器であるから、溶媒の出し入れ口は必要であ
る。この溶媒出入口を利用して、環境中の測定すべき成
分物質が透過する隔膜を介在させて環境中に開口する拡
散管を設けることができる。この場合は、容器本体の溶
媒出入口に隔膜を介して拡散管を装着する実施の形態に
なる。この場合、容器本体を毎日取り替えて再利用する
とき、その都度、隔膜と拡散管を取り外し、溶媒を出し
入れして再装着することになる。容器本体には、溶媒出
入口とは別に、環境中の測定すべき成分物質が透過する
隔膜を介在させて環境中に開口する拡散管を設けること
ができる。この場合は、隔膜と拡散管を取り外すことな
く、溶媒出入り口から溶媒を出し入れして、容器本体を
再利用することができる。

【０００７】容器本体は、測定期間中に測定精度に影響
を与えない程度に溶媒を安定した状態で収容し、内部の
密封性を維持するものであれば、種々の素材、構成のも
のから選択することができる。容器本体がフッソ樹脂か
らなる場合には、容器壁面は、適宜の硬度性、多くの溶
剤に対する耐性、周囲環境との気密性および液密性が維
持されて好ましい構成である。容器本体がポリエチレン
樹脂からなる場合には、水、液体、水蒸気等の液密性は
維持されるが通気性があり、環境中の成分物質や測定時
間の長さによっては、隔膜を通しての成分物質の測定値
に壁面からの透過量が影響を与えることを考慮する必要
がある。この対策として、容器壁の内外表面層に液体を
透過しないポリエチレン樹脂層をその中間に接着層を介
して気体の透過しないガスバリヤ層を設けた多層構造等
の容器本体にすることができる。また、容器本体は、金
属容器、陶製容器、ラミネート容器、又は、金属又は陶
からなる壁面の内周に合成樹脂のコーテイングを施した
容器等から構成することも可能である。

【０００８】容器本体には、前記溶媒を透過せず環境中
の前記成分物質が透過する隔膜を介在させて環境中に開
口する拡散管を設けてある。隔膜は、容器本体１内の溶
媒が透過せず漏洩することなく接し、環境中の測定対象
とする成分物質が透過する合成樹脂等からなる薄膜状、
フィルター状のものから選択して使用することができ
る。容器本体と同様に、多くの溶剤に耐性を有するフッ
ソ樹脂製の０．２μｍ程度の薄さの隔膜を使用すること
ができる。

【０００９】拡散管は、細く長すぎると環境中の成分物
質が管内に拡散して隔膜を透過する率が低下し、測定値
は小さくなり、太く短かすぎると環境中の成分物質が管
内に大量に拡散して隔膜を透過する率が増大し、測定値
は大きくなるから、測定すべく設定した環境中の成分物
質に対応して、その長さと太さが適宜決定されることと
なる。拡散管の開口部には、サンプリングストッパーと
して、パラフィルムやゴム栓等を着脱自在に設けた簡素
な構成が可能であり、環境によっては、測定中に隔膜が
汚れないように拡散管の開口部に防塵フィルタ等を装着
しておくことも可能である。

【００１０】溶媒出入口部に装着したキャップには、吊
具を一体に装着して、吊具に設けたクリップ等の取付器
具により、本発明装置を作業員の作業服等に装着して使
用することができる。また、本発明は、上記の装置にお
いて、溶媒が水からなることを特徴とする環境濃度測定
装置を提供するものである。水は溶媒として多数の成分
物質を溶解可能であり、取扱が安全で容易であり、安価
であり、ガスクロマトグラフィーによる分析も容易にで
きる。その他、本発明装置を排気ガス管内で使用する場
合には、全体を耐熱性の素材で構成する必要があり、ま
た、水中等で使用する場合には、浮遊や流出しないよう
な形態や止め具を設けると共に、容器本体中の溶媒が外
部環境と接するように位置して隔膜と拡散管を設ける形
態となる。

【００１１】

【実施例】以下図示する実施例により本発明に係る環境
濃度測定装置を説明すると、１は環境中のアクリルニト
リルとアセトンの気中濃度を測定すべく蒸留水を溶媒と
して内部に収容するようになした容器本体で、内径８ｍ
ｍ乃至１２ｍｍ，肉厚０．５ｍｍ乃至２ｍｍ，長さ２０
ｍｍ乃至４０ｍｍのフッソ樹脂製の管状体からなり、そ
の上部開口にはフッソ樹脂製の上部キャップ２が、下部
開口には同じくフッソ樹脂製の下部キャップ３が設けて
ある。上部キャップ２及び下部キャップ３は、容器本体
１の上部外周及び下部外周に設けた雄ネジ部４、５に雌
ネジ部６、７が螺合することによって着脱自在に設けて
ある。上部キャップ２は、細い注射針状の吸水管を突き
刺して内容物を取り出すシリコン層とフッソ樹脂層の２
層構造の蓋体８をフッソ樹脂製のパッキン９を介して容
器本体１の上部開口に圧着して密封している。蓋体８は
フッソ樹脂層が溶媒である水に接するように取り付けて
ある。蓋体８のシリコン層は吸水管を抜いた後の孔を塞
いで蓋体８を再利用するために設けてある。上部キャッ
プ２の天板部には開口部１０が設けてある。また、上部
キャップ２には吊具１１の装着部１２が設けてある。吊
具１１には、実施例の場合、クリップ１３が一体に取付
けてある。

【００１２】容器本体１の下部開口には、環境気中の濃
度を測定すべき成分物質であるアクリルニトリルとアセ
トンが透過するフッソ樹脂製の隔膜１４を介在させて気
中に開口するフッソ樹脂製の拡散管１５が設けてある。
実施例の場合、拡散管１５は内径４ｍｍ乃至８ｍｍ，肉
厚肉厚０．５ｍｍ乃至２ｍｍ，長さ２０ｍｍ乃至４０ｍ
ｍのフッソ樹脂製の管状体からなり、容器本体１の下端
部に相対するフランジ部１６を具備すると共に、下部キ
ャップ３はフランジ部１６を除いて拡散管１５が貫通す
る貫通口１７を具備しており、下部キャップ３を容器本
体１の下部外周雄ネジ５に螺合し緊締することによっ
て、フランジ部１６と容器本体１の下部開口との間に隔
膜１４を一体に固定するように構成してある。１７は、
隔膜１４を容器本体１の下部開口とフランジ部１６との
間で圧着して密封するフッソ樹脂製のパッキンである。

【００１３】本発明に係る環境濃度測定装置の使用態様
を説明すると、上記の実施例の構成において、上部キャ
ップ２を取り外し、容器本体１内に上相に空気を残して
蒸留水２ｍｌ（２ミリリットル）を入れ、キャップ２を
閉じる。拡散管１５を上に向けて、容器本体１内の気相
圧力と外気とを平衡にする。拡散管１５の開口先端を、
パラフィルム等からなるサンプリングストッパーにより
塞ぎ、測定前の汚染を防止する。隔膜１４からの水漏れ
や拡散管１５内の濡れが無いことを確認する。隔膜１４
及び拡散管１５内の水濡れは測定すべき成分物質を吸収
し、測定値を低下させることになる。

【００１４】上記の準備段階の後、サンプリングストッ
パーを外すことにより、測定は開始する。測定開始時間
を記録しておく。測定すべき環境中の作業員、測定場所
に本測定装置を設置し、測定時間経過後にサンプリング
ストッパーを付けることにより、測定は終了し、測定終
了時間を記録しておく。上部キャップ２の蓋体８に吸水
管を突き刺して取出し、水相の対象物質濃度を測定す
る。または、採取直後に分析できないときは、他の密封
容器に移して保存する。再使用するには、上部キャップ
２を外して水洗いし、良く乾燥させるだけでよい。

【００１５】採取した測定水はガスクロマトグラフィー
で分析し、気中のアクリロニトリル濃度Ｅ１（ｐｐｍ）
を求める場合には、ガスクロマトグラフィーで分析した
水相のアクリロニトリル濃度Ｃ１（ｐｐｂ）を測定時間
（ｈｒ）で割った値に、常数ｋ1 を掛けるだけで求めら
れる。容器本体１の管孔の直径約９ｍｍ，溶媒である容
器本体１内の蒸留水の量２ｍｌ、拡散管１５の管孔の直
径約６ｍｍ，長さ約３ｃｍの場合、約０．０３〜０．５
程度である。なお、アクリロニトリルの検出限界値は約
０．８ｐｐｍ×ｈｒである。気中のアセトン濃度Ｅ２
（ｐｐｍ）を求める場合には、ガスクロマトグラフィー
で分析した水相のアセトン濃度Ｃ２（ｐｐｍ）を測定時
間（ｈｒ）で割った値に、常数ｋ2 を掛けるだけで求め
られる。容器本体１の管孔の直径約９ｍｍ，溶媒である
容器本体１内の蒸留水の量２ｍｌ、拡散管１５の管孔の
直径約６ｍｍ，長さ約３ｃｍの場合、約２３〜２５程度
である。なお、アセトンの検出限界値は約４０ｐｐｍ×
ｈｒである。

【００１６】

【発明の効果】以上の通り、本発明の効果に係る環境濃
度測定装置によれば、環境中の濃度を測定すべき成分物
質の１種又は２種以上を溶解可能な溶媒を収容した容器
本体に、環境中の前記成分物質が透過する隔膜を介在さ
せて環境中に開口する拡散管を設けてなる構成を有する
ことにより、本発明の容器本体内に収容した溶媒には、
環境中に開口する拡散管の先端部から該管内に拡散して
内奥まで到達した前記成分物質が隔膜を透過して溶解す
ることとなるから、容器本体が瞬間的に濃い成分物質に
晒されても、拡散管によって隔膜まで到達する成分物質
は希薄な状態に拡散されて溶媒内に溶解するから、限界
値を越える濃い濃度の成分物質に瞬時に晒された場合で
も、測定値は瞬時に限界値を越えるようなことはなくな
り、例えば、１日８時間作業した作業者の場合には、溶
媒中に溶解した成分物質を８時間で割ることにより作業
者が環境中で晒された一日の平均的な成分物質の量が測
定できる効果がある。また、本発明の容器本体内に２種
以上の成分物質を溶解可能な溶媒を収納しておくことに
より、一定時間環境中に置かれた容器本体の溶媒中には
２種以上の成分物質が溶解していることとなるから、一
つの測定装置で２種以上の成分物質を同時に測定するこ
とができる効果がある。また、溶媒中の成分物質はガス
クロマトグラフィー等により、分析されるものであるか
ら、数量的に正確に測定することができる効果があり、
また、ガスクロマトグラフィーにより分析できる溶媒の
サンプル量は小量であるから、容器本体の大きさも小型
にでき、装置全体を、例えば、広い設置場所を取ること
がなく、作業者が作業着に取り付けて携帯するにしても
小型のペンダント程度の軽量小型なものにできる効果が
ある。

【００１７】また、本発明に係る環境濃度測定装置にお
いて、容器本体に溶媒を出し入れする溶媒出入口部を設
けた構成にすることにより、容器本体から拡散管を取り
外すことなく、溶媒を出し入れすることができ、薄膜状
の隔膜等を張り替えることなく、溶媒を入れ替えて再使
用することが容易にできる効果がある。また、本発明に
係る環境濃度測定装置において、拡散管にサンプリング
ストッパーを設けた構成によれば、測定前の汚染を防止
できる効果があると共に、ストッパーを外して拡散管を
開口することにより、サンプリング開始時間を決定で
き、ストッパーを付けることによって拡散管の開口を閉
じ、サンプリング終了時間を決定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示す一部縦断正面
図。

【図２】本発明の一実施例の分解斜面図。

【符号の説明】

１・・・・容器本体 ２・・・・上部キャップ ３・・・・下部キャップ ４、５・・雄ネジ部 ６、７・・雌ネジ部 ８・・・・蓋体 ９・・・・パッキン １０・・・開口部 １１・・・吊具 １２・・・装着部 １３・・・クリップ １４・・・隔膜 １５・・・拡散管 １６・・・フランジ部 １７・・・貫通口

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年５月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】容器本体には、前記溶媒を透過せず環境中
の前記成分物質が透過する隔膜を介在させて環境中に開
口する拡散管を設けてある。隔膜は、容器本体１内の溶
媒が透過せず漏洩することなく接し、環境中の測定対象
とする成分物質が透過する合成樹脂等からなる薄膜状、
フィルター状のものから選択して使用することができ
る。容器本体と同様に、多くの溶剤に耐性を有するフッ
ソ樹脂製の隔膜を使用することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環境中の濃度を測定す
   べき成分物質の１種又は２種以上を溶解可能な溶媒を収
   容した容器本体に、環境中の前記成分物質が透過する隔
   膜を介在させて環境中に開口する拡散管を設けてなる環
   境濃度測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置
   において、容器本体に溶媒を出し入れする溶媒出入口部
   を設けたことを特徴とする環境濃度測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載
   の装置において、拡散管にサンプリングストッパーを設
   けたことを特徴とする環境濃度測定装置。